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世界最神秘十大未解之谜:恒星死亡后的生活围绕白矮星运行的行星上产生生命

未解之谜 2026-02-24 菜科探索 +
简介:白矮星的大小与围绕它们运行的任何潜在宜居行星大致相同。

(图片uux.cn美国国家航空航天局和欧空局)据美国太空网(Keith Cooper):一颗发光的蓝色恒星漂浮在太空中,旁边是一颗表观大小相同的类地行星。

行星可以在恒星死亡后幸存下来,并有能力维持生命——现在天文学家将开始寻找它们。

恒星不可能永远存在,包括太阳。

大约50亿年后,地球上的恒星

【菜科解读】

白矮星的大小与围绕它们运行的任何潜在宜居行星大致相同。

(图片uux.cn美国国家航空航天局和欧空局)据美国太空网(Keith Cooper):一颗发光的蓝色恒星漂浮在太空中,旁边是一颗表观大小相同的类地行星。

世界最神秘十大未解之谜:恒星死亡后的生活?围绕白矮星运行的行星上如何产生生命

行星可以在恒星死亡后幸存下来,并有能力维持生命——现在天文学家将开始寻找它们。

恒星不可能永远存在,包括太阳。

大约50亿年后,地球上的恒星将开始耗尽其核心通过核聚变产生能量的氢气供应。

然后,太阳的核心将开始收缩,提高温度,使其外壳中的氢能够引发聚变反应,当太阳和其他类似恒星达到这一阶段时,聚变反应将导致它们膨胀成红巨星。

红巨星相对于附近的任何行星来说都是个坏消息。

在我们的太阳系中,膨胀的太阳会吞噬水星、金星,可能还有地球。

更远的行星会更好。

距离恒星的距离是地球距离太阳距离的五到六倍的世界将被膨胀的恒星加热,融化它们的冰,形成表面海洋,并可能形成生命。

在我们的太阳系中,木星的冰卫星,如木卫二和木卫三,将处于这样的最佳位置。

但这是一件好事。

离得太近,它们的水就会蒸发掉。

太远了,世界将保持冰冻。

从本质上讲,金发姑娘的宜居区将从一颗正在膨胀的恒星中移出,一颗行星或冰冷的月亮必须居住在这个区域才能有机会形成液态水。

世界最神秘十大未解之谜:恒星死亡后的生活?围绕白矮星运行的行星上如何产生生命

这颗红巨星将继续进化。

最终,所有的聚变反应都将停止,恒星膨胀的外层将被排出,只留下恒星紧凑的核心,即白矮星。

白矮星生来就很热,发光很亮,但它们也很小,大约有地球那么大。

它们的体积小意味着它们总共不会散发太多热量。

一颗围绕其中一个奇异物体运行的行星需要距离白矮星约93万英里(150万公里),大约是地球到太阳距离的1%,才能温暖到容纳液态水。

这就是问题所在。

附近的所有行星早就被油炸并吞噬了,而现在已经融化的外行星和卫星离白矮星太远,无法支撑地表水。

那么,如何将一颗行星从数亿公里外转移到新的、靠近金发姑娘区的地方呢?威斯康星大学麦迪逊分校的Juliette Becker在一份声明中说:这是一段危险的旅程。

她指出,海洋很难在这个过程中生存下来,但这是可能的。

贝克尔在6月早些时候举行的美国天文学会第244次会议上讨论了系外行星如何在这一过程中幸存下来,并随后通过凌日(从我们的角度来看,凌日穿过主星的表面)被探测到。

他解释说,将行星移近白矮星的机制被称为潮汐迁移。

在潮汐迁移中,系统中行星之间的一些动力学不稳定性使其中一颗行星进入高离心率轨道,就像彗星一样,在那里它摆动到非常靠近系统中心体的地方,然后又摆动到很远的地方。

这颗正在迁徙的行星不会在彗星般的轨道上停留太久。

世界最神秘十大未解之谜:恒星死亡后的生活?围绕白矮星运行的行星上如何产生生命

引力使其路径呈圆形,使行星靠近白矮星。

天文学家可以在这里发现它们的凌日。

一个警告是,白矮星似乎不是系外行星活动的温床。

今年早些时候,詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)在白矮星周围观察到了两颗候选行星,但总的来说,它们很少。

这两个候选者都没有经过它的白矮星。

如果一颗行星确实凌日了它的白矮星,那么凌日光谱——观察行星的大气层在凌日过程中吸收和过滤掉某些波长的星光——可以揭示该行星大气层中是否存在水。

这样的测量是针对凌日规则恒星的系外行星进行的,但事实证明,对白矮星进行测量更容易。

贝克尔说:白矮星如此之小,如此之无特色,如果一颗类地行星在它们前面凌日,你实际上可以更好地描述其大气层。

这颗行星的大气层会有更大、更清晰的信号,因为你看到的光中有更大一部分正穿过你想要研究的东西。

当然,水并不能保证生命的存在,但即使是以前冻结的世界可能会因其恒星的死亡而变得宜居,然后被拉入围绕死亡恒星的近距离轨道,在那里它们可以保持宜居,这也为天体生物学家提供了一个考虑外星生命的新舞台。

这样的世界将是凤凰世界的终极案例,并证明恒星死亡后还有生命。

贝克尔有一篇论文描述了她研究寻找经过白矮星的宜居行星的工作,目前正在接受同行评审。

天文学家重建星系演化史

## 艺术家构想图展示了巨型螺旋星系NGC1365与一个较小伴星系发生碰撞并逐渐并合的过程,这一过程激发了剧烈的恒星形成活动,并导致气体及重元素的重新分布。

天文学家运用一种新型空间考古学技术,通过分析星系气体中的化学特征,重建了NGC1365在漫长宇宙历史中的演化历程。

图片来源:MelissaWeiss/哈佛史密松天体物理中心 通过分析遥远星系的化学指纹,天文学家重建了其长达120亿年的演化历程。

这一新方法有助于揭示星系——包括银河系在内——在宇宙时间尺度上是如何形成的。

由哈佛史密松天体物理中心领衔的一支天文学家团队,首次将星系考古学方法应用于银河系以外的星系,以揭示其演化历史。

该方法通过分析空间中遗留的化学特征,重建星系的形成与演化过程。

这项研究成果发表于《自然天文学》杂志,提出了一种强大的新方法,用于重建遥远星系的演化历史。

该研究还有助于确立一个名为星系考古学的新兴研究领域。

这是我们首次在银河系以外的星系中,以如此精细的程度应用化学考古学方法。

论文第一作者、哈佛大学教授兼天体物理学中心主任丽莎凯利说,我们希望理解自身起源:银河系是如何形成的?我们今天呼吸的氧气又是如何产生的? 利用化学指纹绘制星系地图 为开展此项研究,研究人员使用了TYPHOON巡天项目的数据,这些数据由拉斯坎帕纳斯天文台的伊雷内杜邦望远镜采集。

他们聚焦于NGC1365——一个从地球视角看呈正面朝向的邻近旋涡星系,这种朝向使其细节更易于观测。

这使得研究团队能够分离并分析其中正在形成新恒星的各个区域。

年轻的炽热恒星发出强烈的紫外光,激发周围气体。

这一过程使氧等元素产生特征性的窄谱线。

通过分析这些光谱模式,科学家能够研究元素在星系中的分布情况。

天文学家长期以来一直知道,星系中心往往含有更高浓度的氧等重元素,而外围区域则较少。

这些分布模式受到多种过程的影响,包括恒星形成和超新星爆发的时间与位置、气体在星系内外的流动,以及与其他星系过去的相互作用。

螺旋星系NGC1365的六幅视图,源自其光谱测光数据立方体,该数据立方体由TYPHOON巡天项目获取。

最左侧为宽带图像,通过平衡B(蓝)、V(可见光)和R(红)波段的连续谱图像,近似呈现人眼所见的星系外观。

其右侧为窄带图像,从TYPHOON数据立方体中提取,中心波长对准电离氢的Hα谱线。

单个HII区清晰可见,这些区域由炽热、高光度的O型与B型恒星提供能量,勾勒出两条宏伟的旋臂结构。

接下来的三幅图像为分别以其他诊断性发射线(氮、硫以及三种诊断线的合成图像)为中心的数据切片。

最后一幅图展示了NGC1365经颜色编码的视向速度场。

致谢:B.Madore,卡内基科学研究所天文台 重建120亿年的星系演化历程 通过追踪NGC1365中氧含量的空间分布变化,并将观测结果与Illustris项目提供的先进数值模拟进行比对,研究团队得以重建该星系数十亿年来的演化历程。

这些模拟涵盖了气体运动、恒星形成、黑洞活动以及化学成分演化等关键物理过程,时间跨度从宇宙早期延续至今。

他们的分析表明,该星系的中心区域形成较早,并迅速富集了氧元素。

相比之下,外围区域则通过数十亿年间与多个矮星系的反复碰撞逐渐演化而成。

外侧的旋臂似乎形成时间较晚,很可能是由这些并合事件带来的气体和恒星逐步构建起来的。

看到我们的模拟结果与另一个星系的数据如此接近,非常令人兴奋,哈佛大学天体物理学家、哈佛史密松天体物理中心的天文学家拉尔斯赫尼格说。

这项研究显示,我们在计算机上模拟的天文学过程正在数十亿年间塑造着像NGC1365这样的星系。

一种理解星系的新工具 总体而言,研究结果表明NGC1365最初是一个相对较小的系统,随后通过多次与较小邻近星系的并合,逐渐演化成一个巨大的旋涡星系。

凯利表示,这项工作展示了星系气体中的化学特征如何揭示其过往历史,从而确立了河外星系考古学作为天文学中一种有价值的新工具。

这项研究很好地展示了理论如何直接助力观测工作。

我认为,这项研究还将影响理论研究者与观测研究者之间的协作方式,因为该项目中理论研究与观测工作各占一半,二者缺一不可。

唯有理论与观测紧密结合,才能得出这些结论。

这对银河系意味着什么 研究NGC1365等与银河系具有相似特征的星系,有助于科学家更深入地理解银河系的起源,并判断其演化历史在宇宙中是否具有代表性或属于特例。

所有旋涡星系都是以相似的方式形成的吗?凯利问道,它们的形成过程是否存在差异?它们现在的氧元素分布在哪里?我们的银河系在哪些方面有所不同,或者是否具有独特之处?这些问题正是我们想要解答的。

BY: Smithsonian FY: AI 如有相关内容侵权,请在作品发布后联系作者删除 转载还请取得授权,并注意保持完整性和注明出处

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  来源:Spaceweather   版权:Kevan Hubbard   翻译:AI*   *:此为机器(deepseek)翻译且未人工审核,可能有不通顺的地方。

  【相关知识】   天文学是一门研究天体和天文现象的自然科学。

它使用数学、物理和化学来解释它们的起源和演化。

天文学的研究对象包括:行星、卫星、恒星、星云、星系和彗星等天体,以及超新星爆炸、伽马射线暴、类星体、耀变体、脉冲星和宇宙微波背景辐射等天文现象。

更通俗地说,天文学研究起源于地球大气层之外的一切事物。

宇宙学是天文学的一个分支,从整体上研究宇宙。

  发布时间:2026年03月17日17时55分48秒 -->

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